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【摘要】本文针对自制固定式缆索起重机的构成、参数、特点以及在工程中的应用进行简要分析，希望能够提供一些借鉴和指导。
【关键词】自制固定式缆索起重机；布置；设计选型；应用
一、前言
目前有很多投资规模小的中小型水电站都建设在人迹稀少的大山沟里，由于受交通、地形环境、施工场地、环保及投资的影响，很多的大型水工建设设备无法在现场展开，特别是在双曲拱坝的坝肩开挖、拱坝的混凝土浇筑、金属结构安装及落差较大的压力钢管明管安装等，很多施工单位都倾向于选择自制式固定缆索起重机作为施工的主要手段之一，自制固定式缆索起重机具有经济实用、安装方便等特点，在水电工程中广泛应用，并取得很好效果。
二、自制固定式缆索起重机的优缺点及适用范围
1、自制固定式缆索起重机的优点
（1）投资规模小，实用方便。结构简单，易于加工制造，主要设备及部件在市场上容易采购。
（2）结构及设备单元尺寸小，便于运输、安装，且安装成本较低。
（3）维护、运行成本低，且现场用电负荷小，现场只要布置380V电源即可。
（4）左右岸平台土建开挖工程量小，与平移式或辐射式缆机相比，可减少土建开挖工程量90%以上，即节省建设投资也对环境破坏小。
2、自制固定式缆索起重机的缺点
（1）工作覆盖面小，只能线性覆盖，使用范围有限。
（2）起重、牵引速度小，工作效率较平移式、辐射式缆机低很多，自制固定式缆索起重机的起重、牵引速度一般分别不大于10m/min和30m/min。
（3）主索的垂度在缆机使用过程中需经常调整。
3、适用范围
自制固定式缆索起重一般适用于双曲拱坝坝肩开挖时的开挖、支护设备及材料的吊运、混凝土浇筑时模板、钢筋、混凝土振捣、平仓设备的吊运、配合混凝土浇筑用溜槽的固定以及落差较大的引水发电压力钢管明管段的吊运安装等。
三、自制固定式缆机的布置形式、组成
1、自制固定式缆索起重机的布置形式主要有两种：① 等高布置，即左右岸的主索固定点布置在统一高程；② 不等高布置，即左右岸的主索固定点不在同一高程的布置形式。不管哪一种布置形式都是要根据施工现场的地形、地质条件及施工用途综合考虑，施工单位在实际应用中常采用第一种布置形式。
2、自制固定式缆机组成主要由：主索、起重索、牵引索、起重小车、承马、大钩、导向轮、左右岸主索地锚、左岸卷扬机平台、卷扬机系统、机房、操作室等组成。
下图为某电站自制固定式缆索吊等高布置示意图。
四、自制固定式缆索起重机主要技术参数的确定
自制固定式缆机的主要技术参数包括：额定起重量、起升高度、跨度、主索垂度、安装高程、地锚承载力、非工作区限定、工作速度等。为了保证缆机的正常安全运行，这些参数必须安全、实用的要求。
1、额定起重量
额定起重量是根据装设缆机的主要用途确定的，一般按所在工程需吊运设备的最大重量来决定。
2、起升高度
起升高度由建筑物高度、吊装物的尺寸，吊装安全距离、主索垂度、主索锚固高度等综合因素考虑确定。
起升高度=建筑物绝对高度+坝顶最大吊装尺寸高度+吊装钢丝绳高度+大钩与小车的安全距离，吊装钢丝绳高度由最大吊装物的钓点距离及钢丝绳于吊装物的夹角确定，钢丝绳与吊装物的夹角一般不小于45°，大钩与小车的安全距离不小于3.0m。
3、安装高程、跨度、垂度
缆机主索的布置高程要根据山坡的地形、地质情况结合主索的跨度、主索的垂度综合考虑决定，一般情况是安装高程越高，主索的跨度和垂度越大，确定的原则是在满足缆机的起升高度的情况下选择最小的主索布置高程。主索的垂度也叫垂率，是指左右岸主索固定端张紧后由于钢丝绳的自重引起下垂的最大距离，垂度通常用跨度（L0）的百分比来表示，根据经验取值范围在S=5%～7.5%之间，取值越小，主索承受的水平力越大，对地锚的要求越高，反之就小，选择的时候要综合考虑确定。
4、缆机的非工作区域
缆机的非工作区域是指左右岸主索锚固点或主索支承点往跨中延伸的距离，一般的非工作区域取值为主索跨距的十分之一，即L0/10。
5、其他主索、牵引所、起重索、各类卷扬机的参数根据设计计算选择。
五、自制固定式缆索起重机主要设备、材料的设计选型
自制固定式缆索起重机在布置高程、跨距、起升高度及最大起重量（额定起重量）确定后，再根据这些参数设计计算选择起重索、牵引索、主索（承载索）、起重（牵引）卷扬机等材料及设备，起重小车及大钩、地锚埋件则根据额定起重量或最大锚固力按材料、结构力学方法设计，承马按具体情况布置，一般按30～50m间距布置。
下面就起重索、牵引索、主索及卷扬机的设计选型方法做一简单的介绍。
1、起重索的选择及验证计算
（1）起重索的选型
根据经验先选择一规格钢丝绳，在《一般用途钢丝绳》（GB/T20118-2006）中查得所选钢丝绳的最小破断拉力，取最小破断拉力的80%作为钢丝绳的计算许用应力N。
4、起重、牵引卷扬机的选型及主索地锚锚固力的确认
起重、牵引卷扬机的选型按照起重索计算最大受力组合并参照卷扬机序列型号进行选型，其选型输出力不得小于计算力；主索地锚锚固力按照主索的和拉力进行设计。
六、自制式固定缆索起重机的制造与使用
1、自制固定式缆机的设计为非标设计，但这并不意味着它的设计、制造、安装、检验就无章可循，只要自制固定式缆机的设计、制造、检验一般参照通用的起重机设计、制造、检验标准、规范，如 GB3811-83《起重机设计规范》、GB6067-85《起重机安全规范》、SL/T241-1999《水利水电建设用起重机技术条件》、DL/T946-2005《水利电力建设用起重机》等国家及行业标准执行，在管理和使用按照国家关于特种设备管理使用的有关法律、法规来执行，只有确实实现了规范化管理使用，它的安全性就能得到保证。
2、自制式固定缆索起重机一般是根据工程的实际情况由施工单位进行设计和制造配置，施工单位在设计完成后，应邀请有设计资质的设计单位进行审核、盖章后方可制造，制造完成后应经过国家质量监督检验检疫部门的检验并颁发产品合格证、特种设备使用许可证。应该说，只要制定严格的管理制度、岗位责任制、事故应急预案，这种特种设备的安全使用是可以实现的。
七、结束语
综上所述，我们对自制固定式缆索起重机的性能和应用有了一定了解，在实际的施工中，更要规范、安全的每一个环节，做到规范施工，使其真正发展作用，并保证工自制式固定缆索起重机的安全运行。
参考文献
[1]张楠.谈自制固定式缆索起重机在工程中的应用[J].水利水电，2013
[2]王艳彬.自制固定式缆索起重机操作规范[J].设备，2012
【关键词】自制固定式缆索起重机；布置；设计选型；应用
一、前言
目前有很多投资规模小的中小型水电站都建设在人迹稀少的大山沟里，由于受交通、地形环境、施工场地、环保及投资的影响，很多的大型水工建设设备无法在现场展开，特别是在双曲拱坝的坝肩开挖、拱坝的混凝土浇筑、金属结构安装及落差较大的压力钢管明管安装等，很多施工单位都倾向于选择自制式固定缆索起重机作为施工的主要手段之一，自制固定式缆索起重机具有经济实用、安装方便等特点，在水电工程中广泛应用，并取得很好效果。
二、自制固定式缆索起重机的优缺点及适用范围
1、自制固定式缆索起重机的优点
（1）投资规模小，实用方便。结构简单，易于加工制造，主要设备及部件在市场上容易采购。
（2）结构及设备单元尺寸小，便于运输、安装，且安装成本较低。
（3）维护、运行成本低，且现场用电负荷小，现场只要布置380V电源即可。
（4）左右岸平台土建开挖工程量小，与平移式或辐射式缆机相比，可减少土建开挖工程量90%以上，即节省建设投资也对环境破坏小。
2、自制固定式缆索起重机的缺点
（1）工作覆盖面小，只能线性覆盖，使用范围有限。
（2）起重、牵引速度小，工作效率较平移式、辐射式缆机低很多，自制固定式缆索起重机的起重、牵引速度一般分别不大于10m/min和30m/min。
（3）主索的垂度在缆机使用过程中需经常调整。
3、适用范围
自制固定式缆索起重一般适用于双曲拱坝坝肩开挖时的开挖、支护设备及材料的吊运、混凝土浇筑时模板、钢筋、混凝土振捣、平仓设备的吊运、配合混凝土浇筑用溜槽的固定以及落差较大的引水发电压力钢管明管段的吊运安装等。
三、自制固定式缆机的布置形式、组成
1、自制固定式缆索起重机的布置形式主要有两种：① 等高布置，即左右岸的主索固定点布置在统一高程；② 不等高布置，即左右岸的主索固定点不在同一高程的布置形式。不管哪一种布置形式都是要根据施工现场的地形、地质条件及施工用途综合考虑，施工单位在实际应用中常采用第一种布置形式。
2、自制固定式缆机组成主要由：主索、起重索、牵引索、起重小车、承马、大钩、导向轮、左右岸主索地锚、左岸卷扬机平台、卷扬机系统、机房、操作室等组成。
下图为某电站自制固定式缆索吊等高布置示意图。
四、自制固定式缆索起重机主要技术参数的确定
自制固定式缆机的主要技术参数包括：额定起重量、起升高度、跨度、主索垂度、安装高程、地锚承载力、非工作区限定、工作速度等。为了保证缆机的正常安全运行，这些参数必须安全、实用的要求。
1、额定起重量
额定起重量是根据装设缆机的主要用途确定的，一般按所在工程需吊运设备的最大重量来决定。
2、起升高度
起升高度由建筑物高度、吊装物的尺寸，吊装安全距离、主索垂度、主索锚固高度等综合因素考虑确定。
起升高度=建筑物绝对高度+坝顶最大吊装尺寸高度+吊装钢丝绳高度+大钩与小车的安全距离，吊装钢丝绳高度由最大吊装物的钓点距离及钢丝绳于吊装物的夹角确定，钢丝绳与吊装物的夹角一般不小于45°，大钩与小车的安全距离不小于3.0m。
3、安装高程、跨度、垂度
缆机主索的布置高程要根据山坡的地形、地质情况结合主索的跨度、主索的垂度综合考虑决定，一般情况是安装高程越高，主索的跨度和垂度越大，确定的原则是在满足缆机的起升高度的情况下选择最小的主索布置高程。主索的垂度也叫垂率，是指左右岸主索固定端张紧后由于钢丝绳的自重引起下垂的最大距离，垂度通常用跨度（L0）的百分比来表示，根据经验取值范围在S=5%～7.5%之间，取值越小，主索承受的水平力越大，对地锚的要求越高，反之就小，选择的时候要综合考虑确定。
4、缆机的非工作区域
缆机的非工作区域是指左右岸主索锚固点或主索支承点往跨中延伸的距离，一般的非工作区域取值为主索跨距的十分之一，即L0/10。
5、其他主索、牵引所、起重索、各类卷扬机的参数根据设计计算选择。
五、自制固定式缆索起重机主要设备、材料的设计选型
自制固定式缆索起重机在布置高程、跨距、起升高度及最大起重量（额定起重量）确定后，再根据这些参数设计计算选择起重索、牵引索、主索（承载索）、起重（牵引）卷扬机等材料及设备，起重小车及大钩、地锚埋件则根据额定起重量或最大锚固力按材料、结构力学方法设计，承马按具体情况布置，一般按30～50m间距布置。
下面就起重索、牵引索、主索及卷扬机的设计选型方法做一简单的介绍。
1、起重索的选择及验证计算
（1）起重索的选型
根据经验先选择一规格钢丝绳，在《一般用途钢丝绳》（GB/T20118-2006）中查得所选钢丝绳的最小破断拉力，取最小破断拉力的80%作为钢丝绳的计算许用应力N。
4、起重、牵引卷扬机的选型及主索地锚锚固力的确认
起重、牵引卷扬机的选型按照起重索计算最大受力组合并参照卷扬机序列型号进行选型，其选型输出力不得小于计算力；主索地锚锚固力按照主索的和拉力进行设计。
六、自制式固定缆索起重机的制造与使用
1、自制固定式缆机的设计为非标设计，但这并不意味着它的设计、制造、安装、检验就无章可循，只要自制固定式缆机的设计、制造、检验一般参照通用的起重机设计、制造、检验标准、规范，如 GB3811-83《起重机设计规范》、GB6067-85《起重机安全规范》、SL/T241-1999《水利水电建设用起重机技术条件》、DL/T946-2005《水利电力建设用起重机》等国家及行业标准执行，在管理和使用按照国家关于特种设备管理使用的有关法律、法规来执行，只有确实实现了规范化管理使用，它的安全性就能得到保证。
2、自制式固定缆索起重机一般是根据工程的实际情况由施工单位进行设计和制造配置，施工单位在设计完成后，应邀请有设计资质的设计单位进行审核、盖章后方可制造，制造完成后应经过国家质量监督检验检疫部门的检验并颁发产品合格证、特种设备使用许可证。应该说，只要制定严格的管理制度、岗位责任制、事故应急预案，这种特种设备的安全使用是可以实现的。
七、结束语
综上所述，我们对自制固定式缆索起重机的性能和应用有了一定了解，在实际的施工中，更要规范、安全的每一个环节，做到规范施工，使其真正发展作用，并保证工自制式固定缆索起重机的安全运行。
参考文献
[1]张楠.谈自制固定式缆索起重机在工程中的应用[J].水利水电，2013
[2]王艳彬.自制固定式缆索起重机操作规范[J].设备，2012